Configurar uma malha de vários clusters no Cloud Service Mesh gerenciado

Observação: este guia só oferece suporte ao Cloud Service Mesh com APIs do Istio e não oferece suporte às APIs do Google Cloud. Para mais informações, consulte Visão geral do Cloud Service Mesh.

Neste guia, explicamos como mesclar dois clusters em um único Cloud Service Mesh usando a CA da Mesh ou Certificate Authority Service e ativar o balanceamento de carga entre clusters. É possível ampliar facilmente esse processo para incorporar qualquer quantidade de clusters na malha.

Uma configuração do Cloud Service Mesh de vários clusters pode resolver vários cenários corporativos cruciais, como escala, local e isolamento. Para mais informações, consulte Casos de uso de vários clusters.

Pré-requisitos

Para este guia, presumimos que você tenha dois ou mais clusters do Google Cloud GKE que atendam aos seguintes requisitos:

• O Cloud Service Mesh instalado nos clusters. Você precisa de asmcli, a ferramenta istioctl e amostras que asmcli faz o download para o diretório especificado em --output_dir.
• Os clusters na malha precisam ter conectividade entre todos os pods antes de configurar o Cloud Service Mesh. Além disso, você mesclar clusters que não estejam no mesmo projeto, eles vão precisar ser registrados no mesmo projeto host da frota, e será preciso que os clusters estejam em uma configuração do projeto de VPC compartilhada na mesma rede. Também recomendamos que você tenha um projeto para hospedar a VPC compartilhada e dois projetos de serviço para criar clusters. Para mais informações, consulte Como configurar clusters com a VPC compartilhada.
• Se você usar Certificate Authority Service, todos os clusters precisam ter a respectiva cadeia de pools de CAs subordinados para o mesmo pool de CA raiz. Caso contrário, todos precisarão usar o mesmo pool de ACs.

Como definir variáveis de projeto e de cluster

1. Crie as seguintes variáveis de ambiente para o ID do projeto, a zona ou região do cluster, o nome do cluster e o contexto.

   export PROJECT_1=PROJECT_ID_1
   export LOCATION_1=CLUSTER_LOCATION_1
   export CLUSTER_1=CLUSTER_NAME_1
   export CTX_1="gke_${PROJECT_1}_${LOCATION_1}_${CLUSTER_1}"
   
   export PROJECT_2=PROJECT_ID_2
   export LOCATION_2=CLUSTER_LOCATION_2
   export CLUSTER_2=CLUSTER_NAME_2
   export CTX_2="gke_${PROJECT_2}_${LOCATION_2}_${CLUSTER_2}"
   

2. Se esses forem clusters recém-criados, busque credenciais para cada cluster com os seguintes comandos gcloud. Caso contrário, o context associado não estará disponível para uso nas próximas etapas deste guia.

   Os comandos dependem do tipo de cluster, por região ou por zona:

   Regional

   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1} --region ${LOCATION_1}
   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_2} --region ${LOCATION_2}
   

   Zonal

   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1} --zone ${LOCATION_1}
   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_2} --zone ${LOCATION_2}
   

Criar regra de firewall

Em alguns casos, você precisa criar uma regra de firewall para permitir o tráfego entre clusters. Por exemplo, você precisa criar uma regra de firewall se:

• Você usa sub-redes diferentes para os clusters na malha.
• Os pods abrem portas diferentes de 443 e 15002.

O GKE adiciona automaticamente regras de firewall a cada nó para permitir o tráfego dentro da mesma sub-rede. Se a malha contiver várias sub-redes, será necessário configurar explicitamente as regras de firewall para permitir o tráfego entre as sub-redes. Você precisa adicionar uma nova regra de firewall para cada sub-rede para permitir os bloqueios de CIDR de IP de origem e segmentar as portas de todo o tráfego de entrada.

As instruções a seguir permitem a comunicação entre todos os clusters no projeto ou apenas entre $CLUSTER_1 e $CLUSTER_2.

1. Reúna informações sobre a rede dos clusters.

   Todos os clusters de projeto

   Se os clusters estiverem no mesmo projeto, use o seguinte comando para permitir a comunicação entre todos os clusters no projeto. Se você não quiser expor alguns clusters no seu projeto, use o comando na guia Clusters específicos.

   function join_by { local IFS="$1"; shift; echo "$*"; }
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(gcloud container clusters list --project $PROJECT_1 --format='value(clusterIpv4Cidr)' | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_CIDRS}"))
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(gcloud compute instances list --project $PROJECT_1 --format='value(tags.items.[0])' | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_NETTAGS}"))
   

   Clusters específicos

   O comando a seguir permite a comunicação entre $CLUSTER_1 e $CLUSTER_2 e não expõe outros clusters no projeto.

   function join_by { local IFS="$1"; shift; echo "$*"; }
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(for P in $PROJECT_1 $PROJECT_2; do gcloud --project $P container clusters list --filter="name:($CLUSTER_1,$CLUSTER_2)" --format='value(clusterIpv4Cidr)'; done | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_CIDRS}"))
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(for P in $PROJECT_1 $PROJECT_2; do gcloud --project $P compute instances list  --filter="name:($CLUSTER_1,$CLUSTER_2)" --format='value(tags.items.[0])' ; done | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_NETTAGS}"))
   

2. Crie a regra de firewall.

   GKE

   gcloud compute firewall-rules create istio-multicluster-pods \
       --allow=tcp,udp,icmp,esp,ah,sctp \
       --direction=INGRESS \
       --priority=900 \
       --source-ranges="${ALL_CLUSTER_CIDRS}" \
       --target-tags="${ALL_CLUSTER_NETTAGS}" --quiet \
       --network=YOUR_NETWORK
   

   Piloto automático

   TAGS=""
   for CLUSTER in ${CLUSTER_1} ${CLUSTER_2}
   do
       TAGS+=$(gcloud compute firewall-rules list --filter="Name:$CLUSTER*" --format="value(targetTags)" | uniq) && TAGS+=","
   done
   TAGS=${TAGS::-1}
   echo "Network tags for pod ranges are $TAGS"
   
   gcloud compute firewall-rules create asm-multicluster-pods \
       --allow=tcp,udp,icmp,esp,ah,sctp \
       --network=gke-cluster-vpc \
       --direction=INGRESS \
       --priority=900 --network=VPC_NAME \
       --source-ranges="${ALL_CLUSTER_CIDRS}" \
       --target-tags=$TAGS
   

Configurar a descoberta de endpoints

Observação: para mais informações sobre a descoberta de endpoints, consulte Descoberta de endpoints com vários planos de controle.

Aviso: se a descoberta de endpoints estiver ativada entre clusters, os serviços entre clusters não vão poder se comunicar sem a configuração correta de DNS. Isso ocorre porque os serviços do GKE dependem do nome de domínio totalmente qualificado (FQDN, na sigla em inglês) de cada serviço para roteamento de tráfego. É possível ativar o proxy DNS para permitir a descoberta entre clusters. O proxy DNS captura todas as solicitações de DNS e as resolve usando informações do plano de controle.

Ativar a descoberta de endpoints entre clusters públicos ou particulares com a API declarativa

Ativar o Cloud Service Mesh gerenciado com a API Fleet vai ativar a descoberta de endpoints para este cluster. Se você provisionou o Cloud Service Mesh gerenciado com uma ferramenta diferente, é possível ativar manualmente a descoberta de endpoints em clusters públicos ou particulares em uma frota, aplicando a configuração "multicluster_mode":"connected" no configmap asm-options. Os clusters com essa configuração ativada na mesma frota terão a descoberta de serviços entre clusters ativada automaticamente entre si.

Aviso: não use esse método se os clusters já tiverem secrets remotos no cluster.

Essa é a única maneira de configurar a descoberta de endpoints em vários clusters se você tiver a implementação do plano de controle gerenciada (TD, na sigla em inglês) e a maneira recomendada de configurá-la se você tiver a implementação gerenciada (Istiod).

Antes de continuar, crie uma regra de firewall.

Ativar

Se o configmap asm-options já existe no seu cluster, ative a descoberta de endpoints para o cluster:

      kubectl patch configmap/asm-options -n istio-system --type merge -p '{"data":{"multicluster_mode":"connected"}}'

Se o configmap asm-options ainda não existir no cluster, crie-o com os dados associados e ative a descoberta de endpoints para o cluster:

      kubectl --context ${CTX_1} create configmap asm-options -n istio-system --from-file <(echo '{"data":{"multicluster_mode":"connected"}}')

Desativar

Desativar a descoberta de endpoints para um cluster:

      kubectl patch configmap/asm-options -n istio-system --type merge -p '{"data":{"multicluster_mode":"manual"}}'

Se você cancelar o registro de um cluster na frota sem desativar a descoberta de endpoints, os secrets poderão permanecer no cluster. Você precisa limpar manualmente todos os secrets restantes.

1. Execute o seguinte comando para encontrar secrets que precisam de limpeza:

   kubectl get secrets -n istio-system -l istio.io/owned-by=mesh.googleapis.com,istio/multiCluster=true
   

2. Exclua cada secret:

   kubectl delete secret SECRET_NAME
   

   Repita essa etapa para cada secret restante.

Verificar a conectividade de vários clusters

Nesta seção, você verá como implantar os serviços de amostra HelloWorld e Sleep no ambiente de vários clusters para verificar se o balanceamento de carga entre eles funciona.

Observação: esses serviços de amostra estão localizados no diretório samples do Istio (em inglês) incluído no arquivo tar istioctl (localizado em OUTPUT_DIR/istio-${ASM_VERSION%+*}/samples) e não no diretório samples transferido por download em asmcli (localizado em OUTPUT_DIR/samples).

Definir variável para diretório de amostras

1. Navegue até o local onde asmcli foi salvo e execute o seguinte comando para configurar o ASM_VERSION

   export ASM_VERSION="$(./asmcli --version)"
   

2. Defina uma pasta de trabalho para as amostras que você usa para verificar se o balanceamento de carga entre clusters funciona. As amostras estão localizadas em um subdiretório, no diretório --output_dir que você especificou no comando asmcli install. No comando a seguir, altere OUTPUT_DIR para o diretório especificado em --output_dir.

   export SAMPLES_DIR=OUTPUT_DIR/istio-${ASM_VERSION%+*}
   

Ative a injeção de sidecar

1. Crie o namespace de amostra em cada cluster.

   for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
   do
       kubectl create --context=${CTX} namespace sample
   done
   

2. Ativar o namespace para injeção. As etapas dependem da implementação do plano de controle.

   Gerenciado (TD)

   1. Aplique o rótulo de injeção padrão ao namespace:

   for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
   do
      kubectl label --context=${CTX} namespace sample
         istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
   done
   

   Gerenciado (Istiod)

   Recomendado:execute o comando a seguir para aplicar o rótulo de injeção padrão ao namespace:

    for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
    do
       kubectl label --context=${CTX} namespace sample \
          istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
    done
   

   Se você já for usuário do plano de controle do Istiod gerenciado:recomendamos que você use a injeção padrão, mas a injeção baseada em revisão é compatível. Siga estas instruções:

   1. Execute o seguinte comando para localizar os canais de lançamento disponíveis:

      kubectl -n istio-system get controlplanerevision
      

      O resultado será assim:

      NAME                AGE
      asm-managed-rapid   6d7h
      

      Observação: se duas revisões do plano de controle aparecerem na lista anterior, remova uma. Não é possível ter vários canais de plano de controle no cluster.

      Na saída, o valor na coluna NAME é o rótulo de revisão que corresponde ao canal de lançamento disponível para a versão do Cloud Service Mesh.

   2. Aplique o rótulo de revisão ao namespace:

      for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
      do
        kubectl label --context=${CTX} namespace sample \
           istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite
      done
      

Instalar o serviço HelloWorld

Observação: o exemplo do serviço HelloWorld usa o Docker Hub. Em um cluster particular, o ambiente de execução do contêiner pode extrair imagens do Artifact Registry por padrão. O ambiente de execução do contêiner não pode extrair imagens de outros registros de imagem de contêineres na Internet. É possível fazer o download e enviar a imagem para o Artifact Registry ou usar o Cloud NAT para fornecer acesso de saída à Internet para determinados nós particulares. Para mais informações, consulte Migrar contêineres externos e Como criar um cluster particular.

• Crie o serviço HelloWorld em ambos os clusters:

  kubectl create --context=${CTX_1} \
      -f ${SAMPLES_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
      -l service=helloworld -n sample
  

  kubectl create --context=${CTX_2} \
      -f ${SAMPLES_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
      -l service=helloworld -n sample
  

Implantar o HelloWorld v1 e v2 em cada cluster

1. Implante HelloWorld v1 em CLUSTER_1 e v2 em CLUSTER_2. Isso ajudará a verificar o balanceamento de carga entre clusters posteriormente:

   kubectl create --context=${CTX_1} \
     -f ${SAMPLES_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
     -l version=v1 -n sample

   kubectl create --context=${CTX_2} \
     -f ${SAMPLES_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
     -l version=v2 -n sample

2. Confirme se HelloWorld v1 e v2 estão em execução usando os seguintes comandos. Verifique se a saída é semelhante a esta:

   kubectl get pod --context=${CTX_1} -n sample

   NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv  2/2       Running   0          40s

   kubectl get pod --context=${CTX_2} -n sample

   NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   helloworld-v2-758dd55874-6x4t8  2/2       Running   0          40s

Implantar o serviço Sleep

1. Implante o serviço Sleep nos dois clusters. Esse pod gera tráfego de rede artificial para fins de demonstração:

   for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
   do
       kubectl apply --context=${CTX} \
           -f ${SAMPLES_DIR}/samples/sleep/sleep.yaml -n sample
   done
   

2. Aguarde a inicialização do serviço Sleep em cada cluster. Verifique se a saída é semelhante a esta:

   kubectl get pod --context=${CTX_1} -n sample -l app=sleep

   NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   sleep-754684654f-n6bzf           2/2     Running   0          5s

   kubectl get pod --context=${CTX_2} -n sample -l app=sleep

   NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   sleep-754684654f-dzl9j           2/2     Running   0          5s

Verificar o balanceamento de carga entre clusters

Chame o serviço HelloWorld várias vezes e confira o resultado para verificar as respostas alternadas da v1 e da v2:

1. Chame o serviço HelloWorld:

   kubectl exec --context="${CTX_1}" -n sample -c sleep \
       "$(kubectl get pod --context="${CTX_1}" -n sample -l \
       app=sleep -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" \
       -- /bin/sh -c 'for i in $(seq 1 20); do curl -sS helloworld.sample:5000/hello; done'
   

   A resposta será semelhante a esta:

   Hello version: v2, instance: helloworld-v2-758dd55874-6x4t8
   Hello version: v1, instance: helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv
   ...

2. Chame o serviço HelloWorld novamente:

   kubectl exec --context="${CTX_2}" -n sample -c sleep \
       "$(kubectl get pod --context="${CTX_2}" -n sample -l \
       app=sleep -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" \
       -- /bin/sh -c 'for i in $(seq 1 20); do curl -sS helloworld.sample:5000/hello; done'
   

   A resposta será semelhante a esta:

   Hello version: v2, instance: helloworld-v2-758dd55874-6x4t8
   Hello version: v1, instance: helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv
   ...

Parabéns, você verificou seu balanceamento de carga com vários clusters do Cloud Service Mesh!

Limpar o serviço HelloWorld

Quando terminar de verificar o balanceamento de carga, remova os serviços HelloWorld e Sleep do seu cluster.

kubectl delete ns sample --context ${CTX_1}
kubectl delete ns sample --context ${CTX_2}